數值計算方法習題答案習題3習題6

2021-03-04 09:23:37 字數 1368 閱讀 2708

習題三2 解:

7. 解:

11. 解:

13. 解:

習題四所以在

由上述迭代格式之迭代函式為,則

故對於任意的x>0,均有

迭代是收斂的。

不妨假設則有

解之得i=2,及i=-1,負根不合題意捨去,故

7. 證明:

(1)時,

且所以迭代過程在區間[1.3,1.6]上收斂。

(2)當時,

令得在上單調遞增。

在單調遞減。

又時,所以迭代過程在區間[1.3,1.6]上收斂。

18.解:方程x3-a=0的根x*=.用newton迭代法

此公式的迭代函式

則. 由於

故迭代法二階收斂。

19.解:因f(x)=(x3-a)2,故f'(x)=6x2(x3-a)由newton迭代公式:

下證此格式是線性收斂的

因迭代函式

故此迭代格式是線性收斂的。

21.解:由於要求不含開方,又無除法運算,故將計算等價化為求的正根。

而此時有

故計算的newton迭代公式為

24.解:牛頓法迭代公式為:

快速弦截法的迭代公式為:

第六章2(2) 解

7. 解:

補充一些計算題

1 分別運用梯形公式、simpson公式、cotes公式計算積分(要求小數點後至少保留五位)

解:運用梯形公式

運用simpson公式

運用cotes公式

2 利用復化 simpson公式計算積分(將積分區間5等分)

解:區間長度b-a=1,n=5,故,節點,在每個小區間中還需計算,i=0,1….4。

3. 用尤拉法求初值問題(取步長h=0.1,結果至少保留六位有效數字,迭代4步)

解:尤拉格式為

由計算得:

4.用改進的尤拉法求解初值問題

要求步長h=0.5,計算結果保留6位小數。

解:改進尤拉法的計算公式為

將h=0.5,代入得

由計算得

5.對初值問題

y'=-y+x+1 , y(0)=1

取步長h=0.1,用經典四階龍格—庫塔法求y(0.2)的近似值,並求解函式在x=0.2處的值比較。

解:經典四階龍格—庫塔格式為

將f(x,y)=1+x-y及h=0.1代入得

因初值,則

n=0時

n=1時

精確解誤差為

6. 給定線性方程組

試建立求解該方程組的矩陣形式的高斯-塞德爾迭代公式,並判斷該公式是否收斂,如果收斂,以x0=[0.5 0.5 0.5]t為初始向量迭代一步.解:有

令顯然,迭代過程收斂。

迭代一步得

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